專利名稱：圓筒和圓筒夾具的組件以及用于這種組件的圓筒夾具的制作方法
技術領域：
本發明涉及如權利要求I的前序部分所述的圓筒和圓筒夾具的組件。
背景技術：
這種組件從EP-A-2278325中得知。其中圓筒有時稱為流過式圓筒的組件用來基于固相提取(SPE)通過高性能液體色譜(HPLC)來在線選擇分析物。已知組件的圓筒夾具包括具有鋒利圓形凸肋的夾緊爪，凸肋在夾緊過程中被驅動到圓筒的端面內，以便固定和密封。已知組件的圓筒具有圓筒主體，其包括第一材料的芯體和構成圓筒主體的端面的表面部分的密封環，密封環由第二材料制成。在夾緊過程中，大約2500N的夾緊壓力可以通過夾緊爪施加在密封環上，且高達IOOMPa的壓力可以施加在經過圓筒主體的通道上，以便進行SPE0在這種高壓下，HPLC稱為UHPLC (超高性能液體色譜)，尤其樣本加載可被加速，并且循環時間被減小。為了防止出現由于這種高壓造成的泄漏，EP-A-2278325教導了第一材料·比第二材料牢固和剛性。由于第二材料(例如尼龍、PTFE或PVDF)比第一材料(例如PEEK或纖維加強PPS)更加柔性，根據EP-A-2278325，可靠地得到夾緊爪的夾緊面和圓筒的端面之間的氣密密封。雖然已知組件在這種高壓下的功能良好，似乎在一些情況下密封環和圓筒主體之間也出現泄漏。
發明內容
本發明的目的在于提供一種圓筒和圓筒夾具的組件，該組件在高壓下具有改善的抵抗泄漏的能力。根據本發明，此目的通過提供根據權利要求I所述的組件來實現。由于圓筒主體完全由PEEK或具有大致類似于PEEK的密度、楊氏模量、拉伸強度、水吸收性、熱降解性和耐化學品性能的單一材料制成，并且每個環形突出部具有用于接觸圓筒主體的端面的接觸表面的接觸端面，所述接觸端面包括平表面部分，所述平表面部分在夾緊過程中平行于圓筒主體的端面，以便在將圓筒夾緊在夾緊爪之間的過程中在夾緊面和圓筒主體的所述相應端面的相應接觸表面之間形成可靠的機械接合，在夾緊過程中，PEEK材料貼靠環形突出部施加足夠的反作用壓力，從而通過具有平表面部分的接觸端面，與從EP-A-2278325已知的組件所提供的相比，提供了更加可靠的密封。使用如EP-A-2278325所公開的鋒利圓形凸肋作為突出部會造成PEEK材料的不希望的塑性變形。由于這種塑性變形，PEEK材料不能在夾緊過程中施加足夠的反作用壓力以確保可靠密封。因此環形突出部的形狀必須使得可以獲得可靠的機械接合，使得接觸表面處的PEEK材料至少部分彈性變形以獲得可靠密封。由于根據本發明，環形突出部包括在夾緊過程中平行于圓筒主體的端面的平表面部分，可以獲得可靠的密封。在平表面部分具有大約0. 15-大約0. 25毫米的徑向尺寸時獲得出色的密封結果。在徑向尺寸是大約0. 2毫米時，甚至可以使得一個圓筒使用兩次，以便在這種高壓下進行SPE。在根據本發明的組件的有利實施方式中，平表面部分的每個邊緣被圓化。這有助于在已經完成SPE之后將圓筒從夾緊表面上釋放。特別是在組件包括用于以至少IOOMPa的液體壓力將液體循環經過閉合回路的裝置，并且圓筒夾具能夠以至少1500N、優選為至少1900N、更優選為至少2300N且最優選為大約2500N的夾緊力將所述圓筒夾緊在所述第一夾緊面和第二夾緊面之間時，可以對于大約20分鐘的兩個夾緊循環保持可靠的密封，確保獲得正確的SPE。根據所使用的液體，獲得可靠密封所需的夾緊力的數值可以變化，但是在大多數情況下，2300N的夾緊力對于所有液體確保了可靠密封。在根據本發明的組件的優選實施方式中，每個環形突出部具有在大約0. 16和0. 23毫米之間的高度，從而在夾緊過程中形成可靠密封。在高度是大約0. 2毫米時，甚至可以使得一個圓筒使用兩次，以便在這種高壓下進行SPE。在根據本發明的組件的有利實施方式中，每個環形突出部以大約6°和12°之間的角度傾斜，這有助于在完成SPE之后從夾緊爪移除圓筒。 在根據本發明的組件的另一優選實施方式中，圓筒具有大約8毫米的直徑，圓筒通道具有大約I毫米的直徑，并且每個環形突出部的內部直徑是大約4毫米。使用這種特定的圓筒防止夾緊過程中PEEK材料朝著通道壓迫并進入通道，而造成PEEK材料貼靠環形突出部的反作用壓力不足，從而不利地影響密封。在根據本發明的組件的又一實施方式中，每個環形突出部具有內部高度和外部高度，其中內部高度小于外部高度。因此，在夾緊過程中，PEEK材料在更加徑向向外方向上受到壓迫，在此處圓筒主體包含更多材料，從而提供了足夠的反作用壓力以確保正確可靠的機械接合。更優選地，內部高度是大約0. 2毫米，外部高度是大約0. 5毫米。根據本發明的組件的有利實施方式中，圓筒包括至少一個篩網，篩網具有至多大約3毫米的直徑，篩網被焊接到圓筒主體的端面，所述篩網大致與通道同軸。由于篩網的直徑小于3毫米，防止了由于超高液體壓力造成篩網從圓筒主體的端面釋放。雖然PEEK此時是在根據本發明組件中使用的最為優選的材料，本發明同樣適用于其中PEEK通過完全由具有大致類似于PEEK的密度、楊氏模量、拉伸強度、水吸收性、熱降解性和耐化學品性能的單一材料制成的圓筒來替換的多種圓筒主體。本發明還涉及一種用于根據本發明的組件的圓筒夾具，其中所述圓筒夾具具有包括第一夾緊面的第一夾緊爪和包括第二夾緊面的第二夾緊爪，所述第一夾緊面和第二夾緊面彼此相對并且彼此面對，至少一個夾緊爪被安裝到能夠沿著引導件分別朝著和離開另一夾緊爪運動的滑動件，第一導管連接到所述第一夾緊爪，并且第二導管連接到所述第二夾緊爪，所述導管延伸經過相應的夾緊爪，并分別具有位于相應夾緊爪的夾緊面內的端部開口，所述圓筒夾具能夠將具有圓筒主體和通道的圓筒夾緊在所述第一夾緊面和第二夾緊面之間，并且在夾緊過程中形成包括所述第一導管、所述通道和所述第二導管的閉合回路，每個夾緊面具有圍繞相應導管的端部開口延伸的環形突出部，所述突出部能夠在所述圓筒夾緊在夾緊爪之間時分別接觸和變形圓筒主體的端面，其特征在于，每個環形突出部具有包括平表面部分的接觸端面。在根據本發明的圓筒夾具的優選實施方式中，所述平表面部分具有在大約0. 15-大約0. 25毫米之間的徑向尺寸,優選地,所述徑向尺寸是大約0. 2毫米。有利的是所述平表面部分的每個邊緣被圓化。另外有利的是所述圓筒夾具能夠以至少1500N、優選為至少1900N、更優選為至少2300N且最優選為大約2500N的夾緊力將所述圓筒夾緊在所述第一夾緊面和第二夾緊面之間。優選地，每個環形突出部具有在大約0. 16和0. 23毫米之間的高度，優選地，所述高度為大約0. 2毫米。在根據本發明的圓筒夾具的另一有利實施方式中，每個環形突出部以大約6°和12°之間的角度傾斜。優選地，所述圓筒具有大約8毫米的直徑，其中，所述圓筒的通道具有大約I毫米的直徑，其中每個環形突出部的內直徑是大約4毫米。在根據本發明的圓筒夾具的另一實施方式中，每個環形突出部具有內部高度和外部高度，其中所述內部高度小于所述外部高度。優選地，所述內部高度是大約0. 2毫米，所述外部高度是大約0. 5毫米。本發明的特別細節和實施方式在從屬權利要求中給出。本發明的進一步的特征、效果和細節從詳細描述和附圖中變得清楚。
圖I是安裝根據本發明的組件的SPE器械的例子的透視圖； 圖2是作為根據本發明的組件的一部分的圓筒夾具和圓筒的示意頂部平面圖；圖3是圖2所示的圓筒夾具的夾緊爪的截面側視圖；圖4是放大比例的圖3所示的夾緊爪的一部分的截面側視圖；圖5是以進一步放大比例表示圖4所示的部分的一部分的截面側視圖；圖6是圖2所示的圓筒的示意側視圖；以及圖7是具有篩網的圓筒的透視圖。
具體實施例方式圖I表示具有根據本發明的圓筒的固相提取(SPE)器械I的例子。SPE器械具有殼體2和位于殼體2的開放前部的左手和右手側的圓筒保持件3。如圖2清楚所示，這些圓筒保持件3的每個具有兩個夾緊爪4和5，其中第一夾緊爪4相對于殼體固定(至少在操作過程中)，并且第二夾緊爪5安裝到沿著引導件6可動的滑動件7。滑動件7能夠沿著引導件6以往復運動方式與夾緊爪5—起如雙箭頭8所示運動。第一導管9連接到第一夾緊爪4，并且第二導管10連接到第二夾緊爪5。導管10和9延伸經過夾緊爪4和5，并在夾緊爪4和5的前夾緊面內具有端部開口，該前面彼此面對。在夾緊爪4和5運動分開時，具有圓筒主體的圓筒11可被放置在爪4和5之間，隨后夾緊爪5可朝著夾緊爪4運動，以便將圓筒11夾緊在夾緊爪4和5之間。圓筒王體完全由PEEK制成，因此圓筒主體與圓筒相同。圓筒11是大致柱形主體，通道或通路13在圓筒11的軸向上從圓筒11的第一端面到第二相對端面延伸穿過圓筒11。在此例子中，位于通道13的相對端部處的兩個密封膜或篩網14將吸附劑保持在兩者之間。在圓筒11被夾緊在爪4和5之間時，導管9和10與通道13連通，形成閉合回路，使得液體可經由導管9供應，經過圓筒11并經由導管10排放，或者相反地，經由導管10供應，經過圓筒11并經由導管9排放。在圓筒11被夾緊在夾緊爪4和5之間時，圍繞夾緊爪4和5的相應導管的端部開口延伸的環形突出部12 (圖3-5)被壓入圓筒11的端面，從而貼靠爪4、5密封圓筒11的端面。所述環形突出部12配置成用于在如圖2所示圓筒11被夾緊在夾緊爪4和5之間且圓筒11的通道13與夾緊面內的開口對準時分別接觸和變形圓筒11的端面，。爪4和5可以從圓筒11釋放，使得圓筒從爪4和5之間移除。在SPE過程中，圓筒11基本上暴露于完全壓力下，洗提液在該壓力下被壓迫經過閉合回路。UHPLC內施加的壓力高達lOOMPa，有時甚至是120MPa或更多。由于其高的分離能力，并由于樣本加載可以得到加速，并且循環時間可以被減小，UHPLC對于復雜樣本分析來說變得越來越重要。在圖3-5中，表示根據本發明的組件的圓筒夾具的夾緊爪之一(夾緊爪5)的例子。另一夾緊爪4被相同地構造。這些夾緊爪4、5在夾緊完全由PEEK制成的圓筒主體時，改善了在高液體壓力下防止泄漏的能力。這種高液體壓力通過將液體以至少IOOMPa的液體壓力循環經過閉合回路的裝置(形成本發明組件的一部分)提供。為了在這種超高壓力下確保適當密封，圓筒夾具能夠以至少1500N、優選為至少1900N、更優選為至少2300N且最優選為大約2500N的夾緊力將所述圓筒夾緊在第一夾緊面和第二夾緊面之間。·
如所示，夾緊爪5具有圍繞導管之一的軸線15延伸的環形突出部12。突出部12配置成在圓筒11被夾緊在夾緊爪4和5之間時接觸和變形圓筒11的相應端面。環形突出部12具有用于接觸圓筒主體11的端面的接觸表面的接觸端面16。根據本發明，環形突出部12的接觸端面16具有用于在圓筒被夾緊在夾緊爪之間的過程中在夾緊面(特別是環形突出部12和圓筒主體11的相應端面的相應接觸表面)之間形成可靠機械接合的形狀。在當前最為優選的實施方式中，環形突出部12的接觸端面16包括平表面部分，所述平表面部分在夾緊過程中平行于圓筒主體的端面。平表面部分的在垂直于軸線15的方向上的徑向尺寸在所示實施方式中是0. 2毫米。但是，在替代實施方式中，該徑向尺寸可以在大約0. 15和大約0. 25毫米之間，也在夾緊過程中提供適當密封。如圖5清楚所示，平表面部分16的邊緣被圓化。這有助于在已經完成SPE之后將圓筒從夾緊表面釋放。如圖5所示，環形突出部12具有內部高度I H和相對較大的外部高度0H。在最為優選的實施方式中，內部高度是大約0. 2毫米，并且外部高度是大約0. 5毫米。因此在圓筒的夾緊過程中，其PEEK材料在更加徑向向外的方向上受到壓迫，在此處，圓筒主體11包含更多的材料，這提供了足夠的反作用壓力，以確保正確可靠的機械接合。在替代實施方式中，內部高度可以在大約0. 16和0. 23毫米之間，并且在另一替代實施方式中，內部高度可以等于外部高度，仍在SPE過程中提供適當的密封。另外在圖4中可以看到夾緊爪5的位于環形突出部的徑向內側的端面包括圍繞軸線15同軸布置的圓形凹入部17。特別是在圓筒11包括密封膜或篩網時，這種圓形凹入部確保在進行SPE的過程中通過液體施加的壓力不造成膜或篩網從圓筒釋放。如圖5所示，環形突出部12以10°的角度a傾斜，以便在已經完成SPE之后有助于將圓筒從夾緊表面釋放。在替代實施方式(未示出)中，該角度可以在大約6°和12°之間。由于本發明的環形突出部，圓筒11的相應端面的接觸表面在圓筒11被夾緊在夾緊爪4和5之間時至少部分彈性變形。因此，在圍繞通道13的環形區域內，產生局部增加的夾緊力，并且圓筒的PEEK材料被有效地壓迫離開，以適應環形突出部的形狀，同時由于獲得的可靠機械接合，貼靠環形突出部提供足夠的反作用壓力，以實現有效密封。因此，提供特別有效的密封。在附圖所示的實施方式中，PEEK圓筒具有大約8毫米的直徑，并且圓筒11的通道13具有大約I毫米的直徑(見圖6)。由此在環形突出 部的內直徑是大約4毫米時，獲得最佳的高壓液密密封。如圖7的透視圖所示，圓筒11包括具有至多大約3毫米直徑的篩網14(或其他密封膜)，篩網被焊接到圓筒11的端面。篩網14基本上與通道同軸。如上所述，由篩網限定的通道13可以保持吸附劑。但是，在其它實施方式中，也可以提供通道13內沒有吸附劑的圓筒，或者沒有篩網的圓筒，或者具有例如在吸附劑被引入通道之后可安裝到圓筒的一個或兩個篩網的圓筒。本領域的普通技術人員將理解到在本發明的由權利要求限定的框架內可以設想到以上描述的例子和替代之外的許多其它變型。例如，可以使用不含有任何吸附劑的圓筒。相反，圓筒可例如裝有過濾器材料或裝備有一個或兩個或更多封閉膜或篩網，這樣圓筒構成過濾器或濾網。這種沒有吸附劑的圓筒可例如與含有吸附劑的圓筒串聯定位。另外，本領域普通技術人員基于以上給出的描述將認識到由PEEK制成的圓筒主體可以被完全由具有基本上類似于PEEK的密度、楊氏模量、拉伸強度、水吸收性、熱降解性和耐化學品性能的單一材料制成的圓筒代替。
權利要求
1.一種圓筒和圓筒夾具的組件，所述圓筒具有限定用于保持吸附劑的通道的圓筒主體，所述通道從所述圓筒主體的第一端面延伸到所述圓筒主體的與所述圓筒主體的第一端面相對的第二端面，所述圓筒夾具具有包括第一夾緊面的第一夾緊爪和包括第二夾緊面的第二夾緊爪，所述第一夾緊面和第二夾緊面彼此相對并彼此面對，至少一個夾緊爪安裝到能夠沿著引導件分別朝著和離開另一夾緊爪運動的滑動件，第一導管連接到所述第一夾緊爪，并且第二導管連接到所述第二夾緊爪，所述導管延伸經過相應的夾緊爪并分別具有位于相應夾緊爪的夾緊面內的端部開口，所述圓筒夾具能夠將所述圓筒夾緊在所述第一夾緊面和第二夾緊面之間，并且在夾緊過程中形成包括所述第一導管、所述通道和所述第二導管的閉合回路，每個夾緊面具有圍繞相應導管的端部開口延伸的環形突出部，所述突出部被設置成在所述圓筒夾緊在所述夾緊爪之間且所述圓筒的通道與所述夾緊面內的開口對準時分別接觸和變形所述圓筒主體的端面，其特征在于，所述圓筒主體完全由PEEK或單一材料制成，所述材料具有大致類似于PEEK的密度、楊氏模量、拉伸強度、水吸收性、熱降解性和耐化學品性能，并且每個環形突出部具有用于接觸所述圓筒主體的端面的接觸表面的接觸端面，所述接觸端面包括平表面部分，所述平表面部分在夾緊過程中平行于所述圓筒主體的端面，以便在所述圓筒夾緊在所述夾緊爪之間的過程中在所述夾緊面和所述圓筒主體的所述相應端面的相應接觸表面之間形成可靠的機械接合。
2.根據權利要求I所述的組件，其中，所述平表面部分具有在大約O.15-大約O. 25毫米之間的徑向尺寸，優選地，所述徑向尺寸是大約O. 2毫米。
3.根據權利要求2所述的組件，其中，所述平表面部分的每個邊緣被圓化。
4.根據上述權利要求任一項所述的組件，其中，所述組件包括用于將液體以高達大約IOOMPa的液體壓力循環經過閉合回路的裝置，并且所述圓筒夾具能夠以至少1500N、優選為至少1900N、更優選為至少2300N且最優選為大約2500N的夾緊力將所述圓筒夾緊在所述第一夾緊面和第二夾緊面之間。
5.根據上述權利要求任一項所述的組件，其中，每個環形突出部具有在大約O.16和O.23毫米之間的高度，優選地，所述高度為大約O. 2毫米。
6.根據上述權利要求任一項所述的組件，其中，每個環形突出部以大約6°和12°之間的角度傾斜。
7.根據上述權利要求任一項所述的組件，其中，所述圓筒具有大約8毫米的直徑，其中，所述圓筒的通道具有大約I毫米的直徑，其中每個環形突出部的內直徑是大約4毫米。
8.根據上述權利要求任一項所述的組件，其中，每個環形突出部具有內部高度和外部高度，其中所述內部高度小于所述外部高度。
9.根據權利要求8所述的組件，其中，所述內部高度是大約O.2毫米，所述外部高度是大約O. 5毫米。
10.根據上述權利要求任一項所述的組件，其中，所述圓筒包括具有至多大約3毫米的直徑的至少一個篩網，所述篩網被焊接到所述圓筒的端面上，所述篩網與所述通道大致同軸。
11.一種用于根據權利要求1-10任一項所述的組件的圓筒夾具，其中，所述圓筒夾具具有包括第一夾緊面的第一夾緊爪和包括第二夾緊面的第二夾緊爪，所述第一夾緊面和第二夾緊面彼此相對并且彼此面對，至少一個夾緊爪被安裝到能夠沿著引導件分別朝著和離開另一夾緊爪運動的滑動件，第一導管連接到所述第一夾緊爪，并且第二導管連接到所述第二夾緊爪，所述導管延伸經過相應的夾緊爪，并分別具有位于相應夾緊爪的夾緊面內的端部開口，所述圓筒夾具能夠將具有圓筒主體和通道的圓筒夾緊在所述第一夾緊面和第二夾緊面之間，并且在夾緊過程中形成包括所述第一導管、所述通道和所述第二導管的閉合回路，每個夾緊面具有圍繞相應導管的端部開口延伸的環形突出部，所述突出部被設置成在所述圓筒夾緊在夾緊爪之間時分別接觸和變形圓筒主體的端面，其特征在于，每個環形突出部具有包括平表面部分的接觸端面。
12.根據權利要求11所述的圓筒夾具，其中，所述平表面部分具有在大約O.15和大約.O.25毫米之間的徑向尺寸，優選地，所述徑向尺寸是大約O. 2毫米。
13.根據權利要求12所述的圓筒夾具，其中，所述平表面部分的每個邊緣被圓化。
14.根據權利要求11-13任一項所述的圓筒夾具，其中，所述圓筒夾具能夠以至少1500N、優選為至少1900N、更優選為至少2300N且最優選為大約2500N的夾緊力將所述圓筒夾緊在所述第一夾緊面和第二夾緊面之間。
15.根據權利要求11-14任一項所述的圓筒夾具，其中，每個環形突出部具有在大約.O.16和O. 23毫米之間的高度，優選地，所述高度為大約O. 2毫米。
16.根據權利要求11-15任一項所述的圓筒夾具，其中，每個環形突出部以大約6°和12°之間的角度傾斜。
17.根據權利要求11-16任一項所述的圓筒夾具，其中，所述圓筒具有大約8毫米的直徑，其中，所述圓筒的通道具有大約I毫米的直徑，其中每個環形突出部的內直徑是大約4毫米。
18.根據權利要求11-17任一項所述的圓筒夾具，其中，每個環形突出部具有內部高度和外部高度，其中所述內部高度小于所述外部高度。
19.根據權利要求18所述的圓筒夾具，其中，所述內部高度是大約O.2毫米，所述外部高度是大約O. 5毫米。
全文摘要
本發明公開一種圓筒和圓筒夾具的組件以及用于這種組件的圓筒夾具。所述圓筒具有圓筒主體，圓筒主體限定從圓筒主體的第一端部延伸到第二端面的通道。圓筒夾具具有分別包括第一夾緊面和第二夾緊面的第一和第二夾緊爪。第一和第二導管分別連接到第一和第二夾緊爪。所述圓筒夾具能夠將所述圓筒夾緊在第一夾緊面和第二夾緊面之間，并且在夾緊過程中形成包括第一導管、通道和第二導管的閉合回路。每個夾緊面具有圍繞相應導管的端部開口延伸的環形突出部。圓筒主體完全由PEEK制成，并且每個環形突出部具有包括平表面部分的接觸端面，以便接觸圓筒主體的相應端面的接觸表面，所述接觸端面具有用于在將圓筒夾緊在夾緊爪之間的過程中在夾緊面和相應端面的接觸表面之間形成可靠機械接合的形狀。
文檔編號G01N30/00GK102955006SQ20121029107
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月13日 優先權日2011年8月12日
發明者P·S·塔姆邁因加, J·卡姆斯特拉 申請人:斯巴克荷蘭私人有限責任公司